⭐方案二：先辨細胞身份，再析空間功能⭐
先通過單細胞測序精準定義關鍵細胞亞群的分子特征，再借助空間轉錄組技術鎖定其在組織中的空間坐標，進一步整合多組學數(shù)據(jù)深度挖掘細胞功能。
該方案實現(xiàn) “細胞是誰→細胞在哪→細胞在做什么” 的完整科學問題閉環(huán)，可廣泛應用于腫瘤微環(huán)境解析、炎癥反應調控、組織發(fā)育機制等前沿研究領域。
1、樣本設計
1.1 單細胞測序樣本設計：設置不少于 3 個獨立生物學重復，有效規(guī)避個體遺傳差異與實驗批次效應的干擾，確保測序數(shù)據(jù)的可靠性與重復性。
1.2 空間轉錄組樣本設計：樣本需與單細胞測序樣本來源于同一供體，優(yōu)先選取同組織塊或相鄰解剖區(qū)域的樣本開展實驗。此舉可保障目標細胞亞群與空間位置的精準匹配，為后續(xù)目標細胞亞群的空間定位及微環(huán)境互作機制解析筑牢樣本基礎。
2、關聯(lián)思路
3、核心分析點
4、部分分析圖
5、文獻案例展示
👇研究題目
Multimodal Analysis of Composition and Spatial Architecture in Human Squamous Cell Carcinoma（單細胞與空間轉錄組聯(lián)合解析cSCC的組成與空間結構）
👇核心發(fā)現(xiàn)
借助單細胞與空間轉錄組聯(lián)合技術，系統(tǒng)解析人皮膚鱗狀細胞癌（cSCC）的細胞組成特征與空間架構，鎖定腫瘤特異性細胞亞群及關鍵調控靶點，為臨床治療提供新方向。
👇發(fā)表信息
發(fā)表期刊：Cell 影響因子：38.6（2020 年）
👇實驗設計
單細胞轉錄組：納入 10 例人皮膚鱗狀細胞癌（cSCC）患者，同步采集腫瘤組織，以及與患者、部位匹配的正常皮膚組織作為對照，全面捕獲腫瘤與正常狀態(tài)下的細胞異質性�？臻g轉錄組：選取部分患者的腫瘤樣本開展分析，涵蓋 6 例新鮮冷凍樣本與 6 例 FFPE 樣本，兼顧不同樣本類型的檢測需求，精準匹配單細胞數(shù)據(jù)的空間維度信息。
👇主要結果
- 單細胞轉錄組分析成功識別出 cSCC 中的 4 類角質形成細胞（KC）亞群：其中 3 類重現(xiàn)正常表皮 “基底型”“增殖型”“分化型” 的經(jīng)典狀態(tài)，1 類為腫瘤特異性 TSK 亞群；該 TSK 亞群高表達 MMP10、PTHLH 等特征基因，功能富集于上皮 - 間質轉化（EMT）、細胞遷移及細胞外基質（ECM）分解等腫瘤進展相關通路。同時，還解析出耗竭型 CD8⁺T 細胞、調節(jié)性 T 細胞（Treg）、癌相關成纖維細胞（CAF）、內皮細胞等關鍵細胞亞群，完整構建 cSCC 的單細胞全景圖譜。
- 通過 sc-TSK 評分精準定位 TSK 亞群的空間分布，發(fā)現(xiàn)其主要富集于腫瘤前沿區(qū)域，且鄰近區(qū)域聚集大量 CAF 與內皮細胞，共同形成纖維血管微環(huán)境；進一步分析顯示，腫瘤前沿區(qū)域還富集 Treg 與耗竭型 CD8⁺T 細胞，明確了 cSCC 免疫抑制微環(huán)境的核心空間特征。
- 多離子束成像（MIBI）技術驗證了 TSK 亞群與 Treg、CD8⁺T 細胞的空間共定位關系；CRISPR 功能篩選發(fā)現(xiàn)，TSK 亞群高表達的 ITGB1、FERMT1、CD151 基因是腫瘤生長的必需基因，敲除后可顯著抑制腫瘤增殖；結合 TCGA 數(shù)據(jù)庫分析證實，TSK 特征基因高表達與 PD-1 抑制劑治療預后不良密切相關，為 cSCC 的靶向治療與免疫治療優(yōu)化提供了關鍵靶點。
⭐總結⭐
單細胞測序與空間轉錄組的兩類聯(lián)用思路，精準彌補了各自的核心技術局限，形成 “身份定義 + 空間定位” 的研究閉環(huán)。方案一聚焦 “定量解析細胞組成”，以單細胞測序獲得的細胞全景圖譜為參照，通過反卷積技術助力空間轉錄組精準拆解每個捕獲點（spot）的復雜細胞構成；方案二則側重 “定性追蹤目標細胞功能”，先借助單細胞測序鎖定關鍵目標細胞亞群，再通過空間轉錄組技術追溯其在組織中的空間坐標及周邊微環(huán)境，明確其功能作用機制。
無論選擇哪種聯(lián)用方案，核心邏輯均為 “單細胞測序定義細胞身份 + 空間轉錄組明確細胞位置”，最終圍繞 “細胞在哪、在做什么” 的核心科學問題展開深度解析，為腫瘤微環(huán)境解析、組織發(fā)育機制探索等前沿研究，提供更全面、更精準的科學答案。
